RANCANG BANGUN SIMULATOR PENGATURAN SISTEM PENCAHAYAAN DAN SIRKULASI UDARA PADA GREENHOUSE BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA8535
BUILD AND DESIGN REGULATION SYSTEM OF LIGHTING AND AIR CIRCULATION SIMULATOR IN GREENHOUSE BASED ON
MICROCONTROLLER ATMEGA8535
PROYEK AKHIR
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Listrik
Jurusan Teknik Elektro
Oleh :
Kemal Kusnendar NIM : 08311079
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
RANCANG BANGUN SIMULATOR PENGATURAN SISTEM PENCAHAYAAN DAN SIRKULASI UDARA PADA GREENHOUSE BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA8535
BUILD AND DESIGN REGULATION SYSTEM OF LIGHTING AND AIR CIRCULATION SIMULATOR IN GREENHOUSE BASED ON
MICROCONTROLLER ATMEGA8535
PROYEK AKHIR
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Listrik
Jurusan Teknik Elektro
Oleh :
Kemal Kusnendar NIM : 08311079
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
DATA PRIBADI
Nama : Kemal Kusnendar
NIM : 08311079
Tempat, tanggal lahir : Bandung, 4 Maret 1990
Alamat : Komp. Bumi Panyileukan Blok B8 No. 21, Cibiru - Bandung : 40614
Agama : Islam
No. Telepon / HP : (022) 70808973 / 082121721701 E-Mail : kusnendarkemal@yahoo.com
SD lulus tahun : 2002 di SD Negeri Merdeka V, Bandung SMP lulus tahun : 2005 di SMP BPI 1, Bandung
SMA lulus tahun : 2008 di SMA Negeri 22 Bandung, Bandung Hobi : Musik dan Olahraga
Pengalaman Organisasi : 1.Anggota HML 2008 - 2011
2.Anggota Forum Komunikasi Himpunan Mahasiswa Elektro Bandung (FKHMEB) 2008 - 2011
Motto hidup : ”Tidak ada yang tidak mungkin, asalkan percaya.”
KATA MUTIARA
“Bacalah dengan menyebut nama Tuhanmu, yang menciptakan. Dia telah menciptakan manusia dari segumpal darah. Bacalah dan Tuhanmu-lah Yang Maha
Pemurah. Yang telah mengajar (manusia) dengan perantaraan kalam. Dia telah mengajarkan kepada manusia apa yang tidak diketahuinya.”
(QS. Al-Alaq : 1 – 5)
“Maka nikmat Tuhan kamu yang manakah yang kamu dustakan?” (QS. Ar-Rahman : 13)
“Barang siapa yang bersungguh-sungguh, akan mendapatkannya.” (Rasulullah SAW)
“Jangan buat ilmumu menjadi kebodohan, dan keyakinan menjadi keraguan. Jika kau mempunyai pengetahuan, lakukanlah. Jika kau yakin, majulah!”
(Ali bin Abi Thalib)
“Raihlah ilmu. Dan untyk meraih ilmu, belajarlah untuk tenang dan sabar.” (Umar bin Khatab)
Proyek Akhir ini dipersembahkan untuk: Orang tuaku tercinta Serta kakak dan adikku.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT karena dengan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN SIMULATOR PENGATURAN SISTEM PENCAHAYAAN DAN SIRKULASI UDARA PADA GREENHOUSE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535” yang merupakan salah satu syarat kelulusan pendidikan Diploma III, Program Studi Teknik Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bandung.
Penulis menyadari dalam penulisan Proyek Akhir ini terdapat kekurangan, meskipun penulis telah berupaya untuk melakukan yang terbaik. Penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk kemajuan di kemudian hari. Penulis berharap semoga Proyek Akhir ini dapat menambah pengetahuan khususnya bagi penulis dan umumnya bagi pembaca semua.
Maka pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1. Ayah, Ibu, Kakak dan adikku tercinta yang telah memberikan do’a dan dorongan moral maupun materil yang tiada henti.
2. Bapak Hari Purnama, Ir., Meng. sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung.
3. Bapak Sunarto, ST., M.Eng., sebagai Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Bandung
4. Bapak Bambang P., Drs., M.Pd., MT., sebagai pembimbing utama yang telah meluangkan waktu untuk memberikan nasehat, masukan dan bimbingannya kepada penulis.
5. Bapak Dedi Aming, ST., MT., sebagai pembimbing pendamping yang telah memberikan masukan dan bimbingannya kepada penulis.
6. Seluruh dosen dan staf pengajar Program Studi Teknik listrik yang telah membantu dalam penyelesaian proyek akhir ini.
7. Seluruh teknisi di bengkel dan laboratorium, terima kasih atas dukungan, nasihat dan bantuannya selama pengerjaan proyek akhir ini.
8. Teman-teman Teknik Listrik angkatan 2008 khususnya kepada teman-teman di kelas 3C yang telah banyak membantu penulis dalam menyusun proyek akhir ini. Kalian adalah penggalan sejarah yang tidak akan mungkin terlupakan.
9. Teman-teman GreenKubator (Adang, Angga, Heri) yang telah memberikan waktu, pikiran, tenaga, pengrobanan, serta canda tawa yang telah diberikan kepada penulis hingga mampu menyelesaikan proyek akhir ini.
10.Teman-teman PDML yang telah setia berjuang bersama untuk menyelesaikan proyek akhir ini, khususnya kepada tim SCADA.
11.Saudara Arya Febrianto, Ryan Ardiansyah, Sandi S, Gary Wicaksono, Arie Slamet dan Rasinta Utami D sebagai teman-teman kostan yang selalu membantu dan memberikan motivasi kepada penulis dalam mengerjakan proyek akhir penulis.
12.Saudari Alesia Tessa Putri yang selalu memberikan motivasi kepada penulis sehingga penulis mampu menyelesaikan proyek akhir ini.
13.Teman-teman seperjuangan di Himpunan Mahasiswa Listrik (HML) karena semangat dan motivasi mereka membuat penulis mampu bertahan di POLBAN. Semoga amal baik yang telah diberikan mendapatkan balasan dari Allah SWT dan Proyek Akhir ini dapat bermanfaat dan berguna bagi Penulis khususnya dan umumnya bagi pembaca.
Bandung, 11 Agustus 2011 Penulis
Abstrak
Pada Proyek Akhir ini akan mengangkat sebuah judul “Rancang Bangun Simulator Pengaturan Sistem Pencahayaan dan Sirkulasi Udara Pada Greenhouse Berbasis Mikrokontroler ATMega8535”. Alat ini digunakan sebagai pengaplikasian dari angin pada greenhouse yang berfungsi untuk menggerakan tanaman-tanaman yang ada agar terjadi penyerbukan dari benang sari menuju putik dan juga untuk menjaga intensitas cahaya yang diperlukan tanaman pada greenhouse yang sifatnya bekerja secara automatis tanpa campur tangan manusia. Dalam hal ini angin diaplikasikan sebagai peristiwa penyerbukan agar sama persis dengan tanaman yang berada diluar ruangan dan menjaga intensitas cahaya yang berperan sangat penting pada setiap tanaman untuk menguraikan makanan, keduanya merupakan objek yang akan diatur. Simulasi greenhouse ini menggunakan Mikrokontroller ATMega8535, Trafo, Relay, Kipas Listrik, Lampu, dan sensor LDR. Mikrokontroller ATMega8535 mempunyai input tegangan yang dideteksi dari sensor cahaya, jadi bila sensor ini kurang dari batas setting pada mikrokontroller maka lampu akan menyala untuk menjaga intensitas cahaya yang diperlukan oleh tanaman saat matahari tidak ada baik di siang hari ataupun malam hari sedangkan fungsi dari angin adalah hanya menjalankan kipas sesekali menggunakan timer yang ada pada mikrokontroller. Kata Kunci : Greenhouse, Cahaya dan Angin, Mikrokontroler
Abstract
In this project the writer will raise a title about "Build and Design Regulation System Of Lighting and Air Circulation Simulator in Greenhouse Based on Microcontroller ATMEGA8535". The application of this project is using the wind on the greenhouse which serves to move the plants that exist to enable the pollination of the stamen to the pistil and also to maintain the required light intensity in the greenhouse, there were working automatically with no human intervention. In this wind case, pollination is applied as an incident to exactly the same with the plants in the outside and keep the light intensity is very important role in every plant to photosynthesite, both of which are objects to be arranged. Greenhouse uses simulated microcontroller ATMega8535, Center Tap Transforator, Relay, Fan, Lamp and Light Bulb, and LDR sensor. ATMega8535 microcontroller has an input voltage from the ldr sensor detection, so when the respons sensor is less than the limit set in the microcontroller then the light will light up to maintain the required light intensity of plants when the sun does not exist in the brightly sun or a night. While the wind is a function of just running the fan who occasionally use the timer on the microcontroller.
Keywords: Greenhouse, Light and Wind, Microcontroller
DAFTAR TABEL
LEMBAR JILID ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
DATA PRIBADI ... iii
KATA MUTIARA ... iv
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ... xv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan ... 3
1.3 Rumusan dan Batasan Masalah ... 4
1.4 Manfaat Penelitian ... 4 1.5 Metodologi Penelitian ... 5 1.6 Sistematika Penulisan ... 6
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Penjelasan Project ... 8
2.2
2.1.1 Pengertian Rumah Kaca ... 2.1.2 Penempatan Rumah Kaca ... 2.1.3 Struktur Material ... 2.1.4 Sistem Lingkungan ... Pencahayaan ... 9 9 10 13 21 2.3
2.2.1 Sifat Gelombang Cahaya ... 2.2.2 Satuan-satuan Teknik Pencahayaan ... 2.2.3 Perancangan Penerangan Buatan ... 2.2.4 Metode Perancangan Penerangan Buatan ... Mikroprocessor dan Komponen Pendukung ... 2.3.1 Mikrokontroler ATmega8535 ... 2.3.2 Sensor Cahaya (LDR) ... 2.3.3 Relay ... 2.3.4 Kipas Ventilasi ... 2.3.5 Lampu Pijar ... 2.3.6 Transistor ... 2.3.7 Silicon Controlled Rectifier ( SCR ) ...
21 23 28 30 36 36 42 45 46 46 47 52
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PENYAJIAN DATA 3.1
3.2
Perancangan Alat ... 3.1.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ... 3.1.1.1 Bentuk Rancangan Simulator ... 3.1.1.2 Perancangan Sistem Rangkaian ... 3.1.2 Perancangan Perangkat Lunak (Software) ... 3.1.2.1 Deskripsi Kerja ... 3.1.2.2 Flowchart Program ... Penyajian Data ... 3.2.1 Pengujian Perangkat Keras (Hardware) ... 3.2.2 Pengujian Perangkat Lunak (Software) ... 3.2.3 Pengujian Alat Secara Keseluruhan ...
55 55 55 59 67 67 69 71 71 75 79
BAB IV ANALISA PENGUJIAN DATA
4.1 Analisa Data Perangkat Keras (Hardware) ... 4.1.1 Analisa Data Rangkaian Manual ...
80 80 4.1.2 Analisa Data Rangkaian Automatis ...
4.1.3 Analisa Data Rangkaian Power Supply ... 4.1.4 Analisa Data Rangkaian Sensor LDR ...
81 81 82 4.2 Analisa Data Perangkat Lunak (Software) ... 84
4.3
4.2.1 Analisa Data Rangkaian Mikrokontroller ... 4.2.2 Analisa Data Driver Pencahayaan ... 4.2.3 Analisa Data Driver Kipas (Sirkulasi Udara) ... 4.2.4 Analisa LCD ... Analisa Alat Secara Keseluruhan ...
84 84 86 87 87
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan ... 89 5.2 Saran ... 90 DAFTAR PUSTAKA ... 91 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kelompok Gelombang Elektromagnetik ... 22
Gambar 2.2 Warna-warna Spektrum ... 22
Gambar 2.3 Steradian ... 23
Gambar 2.4 Lilin yang menyinari buku ... 24
Gambar 2.5 Fluks Cahaya ... 25
Gambar 2.6 Iluminasi ... 27
Gambar 2.7 Sumber cahaya diatas bidang kerja ... 31
Gambar 2.8 Diagram Polar Intensitas Cahaya Lampu Pijar ... 31
Gambar 2.9 Gambar 2.10 Diagram Blok Fungsional Atmega8535 (diambil dari datasheet) ... Konfigurasi Pin ATmega8535 (diambil dari data sheet) ... 37 39 Gambar 2.11 Konfigurasi Memori Data ATmega8535 (diambil dari data sheet) ... 40 Gambar 2.12 Status Register ATmega8535 (diambil dari data sheet) ... 41
Gambar 2.13a Simbol LDR (diambil dari data sheet LDR) ... 44
Gambar 2.13b LDR (diambil dari data sheet LDR) ... 44 Gambar 2.14 Grafik gubungan antara resistansi dan iluminasi (diambil dari
datasheet LDR) ...
45 Gambar 2.15
Gambar 2.16
Bentuk Fisik Relay ... Kipas DC ... Transistor jenis N-P-N (a) Konstruksi (b) Simbol dan Arah
45 46
Gambar 2.17a
Gambar 2.17b
Gambar 2.17c
Arus ... Transistor jenis P-N-P (a) Konstruksi (b) Simbol dan Arah Arus ... Rangkaian Pengontrol Beban ...
48 48 49 Gambar 2.17d Gambar 2.17e Gambar 2.17f Gambar 2.17g Gambar 2.18 Gambar 2.19 Gambar 3.1 Karakteristik Transistor ... Analogi transistor sebagai sakelar posisi ON ... Analogi transistor sebagai sakelar posisi OFF ... Hubungan antara teganagn input-output dari rangkaian sakelar transistor ... Konstruksi Lampu Pijar ... Konstruksi dasar dan simbolnya SCR ... Desain Simulator Green House (Tampak Depan) ...
50 51 51 51 47 52 56
Gambar 3.2 Dnah Ruang Simulator Greenhouse (Tampak Atas) ... 56
Gambar 3.3 Denah Ruang Simulator Greenhouse (Tampak Belakang) ... 57
Gambar 3.4 Denah Ruang Simulator Greenhouse (Tampak Samping Kanan) ... 57 Gambar 3.5 Denah Ruang Simulator Greenhouse (Tampak Samping Kiri) 58 Gambar 3.6 Rangkaian Main Switch ... 59
Gambar 3.7 Rangkaian sistem minimum ATMega8535 ... 62
Gambar 3.8 Rangkaian sensor LDR ... 63
Gambar 3.9 Rangkaian driver lampu ... 63
Gambar 3.10 Rangkaian driver pengendali kipas ... 65
Gambar 3.11 Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan ke LCD ... 66 Gambar 3.12
Gambar 3.13
Flowchart program ... Timing Diagram Driver Kipas ...
69 77 Gambar 4.1 Grafik Perubahan Tahanan Sensor LDR terhadap Intensitas
Cahaya ... 83
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Panjang Gelombang ... 23
Tabel 2.2 Daftar Efikasi Lampu ... 27
Tabel 2.3 Tingkat Pencahayaan ... 29
Tabel 3.1 Data Pengukuran Rangkaian Power Supply Manual ... 72
Tabel 3.2 Data Pengukuran Rangkaian Power Supply Automatis ... 72
Tabel 3.3 Pengujian dan Pengukuran Sensor LDR ... 74
Tabel 3.4 Tabel 3.5 Listing Program Driver Pencahayaan ... Hasil Pengujian Rangkaian Driver Pencahayaan ... 76 77 Tabel 3.6 Hasil Pengujian Rangkaian Driver Kipas ... 78
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A Listing Program
LAMPIRAN B Desain Driver Rangkaian
